Înțelegerea toleranțelor la prelucrarea CNC (Noțiuni de bază GD&T + Exemple din fabrici reale)

Când inginerii vorbesc despre „precizie”, se referă adesea la toleranțe — dar adevărul este că cerințele de toleranță variază foarte mult în funcție de geometria piesei, metoda de prelucrare și stabilitatea materialului. În atelierul nostru CNC, peste 62% dintre piesele respinse provine din specificații de toleranță neclare, nu din erori de prelucrare.
Acest articol detaliază Principiile de bază ale GD&T , niveluri comune de toleranță CNC și cazuri reale din fabrică pentru a vă ajuta să evitați refacerile costisitoare.

---

Ce sunt toleranțele de prelucrare CNC?

Toleranțele de prelucrare CNC definesc câtă abatere este permisă față de dimensiunea nominală a unei piese. În loc să presupunem că „±0,01 mm rezolvă totul”, este mai inteligent să proiectăm toleranțe care să corespundă cerințelor funcționale și capacității de prelucrare.

Tipurile comune de toleranțe includ:

• Toleranță dimensională (±) — variație de dimensiune

• Toleranțe geometrice (GD&T) — formă, orientare, poziție

• Toleranță profil superficial — suprafețe complexe

• Derivare — caracteristici legate de rotație

De ce inginerii supra-specifică toleranțele

Din jurnalul nostru de prelucrare (2024–2025), toleranțele excesiv de strânse au crescut:

• Costul unitar cu 18–32%

• Timp de așteptare cu 2–4 zile

• Rata de rebut cu 8% (în special la pereții subțiri din aluminiu)

---

Simboluri de bază GD&T pe care trebuie să le înțelegeți

Mai jos este o prezentare generală simplificată, bazată pe ceea ce prelucrăm în mod obișnuit:

GD&T în prelucrarea practică

De exemplu, o dată un client a specificat perpendicularitate 0,005 mm (0,0002") pentru o placă de bază din oțel. Această cerință a devenit pregătită pentru prelucrare doar după:

• Trecerea la menghina cu dublu post

• Frezarea frontală cu un sculă din carbide cu 4 tăișuri

• Strunjirea finală a suprafeței la o adâncime de 0,2 mm

Înainte de această optimizare, 36% din piese au picat inspecția CMM .

---

Intervalele standard de toleranță CNC (bazate pe date reale de la fabrică)

Procesele CNC diferite ating grade diferite de precizie:

1. Machetare CNC

• Toleranță generală: ±0,05 mm

• Frezare precisă din aluminiu: ±0,01–0,02 mm

• Pereți subțiri (<1,5 mm): ±0,10–0,20 mm (deformare material)

Exemplu de la fabrică:
Un suport din aluminiu 6061 cu pereți de 1,2 mm necesita o planitate de ±0,05 mm. Realizabil efectiv: ±0.10 mm , chiar și cu viteză de avans redusă. Cauza principală nu a fost mașina — ci rigiditatea piesei.

---

2. Tornare CNC

• Arbori standard: ±0.01 mm

• Ajustaje rulmenți: ±0.005 mm

• Concentricitate: 0,01 mm tipic

Exemplu:
Pentru arbori din oțel inoxidabil 304 (Ø12 mm), am obținut Ra 0.8 μm și 0,004 mm cilindricitate , dar doar după trecerea la un Inserți Cbn . Inserțiile inițiale din carbide au produs erori de dilatare termică de 0,01–0,02 mm .

---

3. Impactul materialului asupra toleranțelor

Caz real: O roată dințată din nailon a fost măsurată perfect după prelucrare, dar s-a mărit ulterior 0,12 mm după 48 de ore la 60% umiditate. Pentru materialele plastice, efectuăm întotdeauna o re-măsurare după stabilizare.

---

Cum alegi toleranțele CNC potrivite (pas cu pas)

Pasul 1: Identifică suprafețele funcionale

• Rulmenți? → ±0,005–0,01 mm

• Suprafețe cosmetice? → ±0,10 mm

Pasul 2: Potrivește toleranța cu procesul de prelucrare

Dacă ai nevoie de planitate de 0,01 mm pe o placă de 120 mm, frezarea CNC singură nu va putea realiza acest lucru — făcere praf este necesară.

Pasul 3: Evită lanțurile de toleranțe

De obicei combinăm dimensiunile sau facem referire la un singur reper pentru a menține toleranța cumulată minimă.

Pasul 4: Adaugă GD&T doar acolo unde este necesar

La carcasele cutiei de viteze pe care le-am prelucrat, 7 din 13 indicații GD&T erau nefuncționale. Eliminarea lor:

• Reducere costuri cu 27%

• Timp de producție redus cu 3 zile

Pasul 5: Lăsați metoda de inspecție să ghideze toleranța

Dacă clientul solicită CMM + profil , putem menține toleranțe mai strânse decât atunci când folosim cubite manuale .

---

Probleme comune de toleranță (și soluții reale)

1. Găurile sunt nealiniate după asamblare

Cauza: Poziția reală prea strânsă sau ignorată
Soluție:

• Adăugați indicație de poziție GD&T

• Utilizați alezarea după găurirea CNC

• Comutați la prelucrare pe 4 axe

2. Deformare în piese subțiri din aluminiu

Cauza: Tensiuni interne datorate degroșării
Soluție (fluxul nostru dovedit):

1. Trecere de degroșare (lăsați adaos de 0,5–0,8 mm)

2. Anulare tensiuni (2–3 ore)

3. Finisare finală

Deformare redusă de la 0,30 mm → 0,08 mm .

3. Finisaj superficial neuniform

Cauza: Vibrații ale sculei sau sculă uzată
Soluție: Reduceți avansul la 8–12% și utilizați port-scule echilibrate.

---

Toleranțe recomandate pentru piese tipice CNC

---

Listă de verificare: Înainte de trimiterea desenului CNC către o fabrică

✓ Includeți GD&T clar

Poziție, perpendicularitate, planitate.

✓ Indicați dimensiunile critice și necritice

Reduce costul cu până la 30%.

✓ Specificați metoda de inspecție

Cubitus / Micrometru / CMM.

✓ Confirmați stabilitatea dimensională a materialelor

În special plastice și oțel inoxidabil.

✓ Cereți o analiză a toleranțelor DFM

Magazinul nostru de obicei trimite un raport de fezabilitate a toleranțelor în termen de 24 de ore .

---

Concluzie

Înțelegerea toleranțelor la prelucrarea CNC nu constă în a face totul «cât mai strâns posibil» — ci în a alege toleranțele potrivite funcție , comportamentul material și capacității reale de prelucrare .
Atunci când GD&T este aplicat corect, producătorii pot reduce refacerile, îmbunătăți consistența și pot reduce semnificativ costurile.

Dacă aveți nevoie de ajutor pentru optimizarea unui desen sau verificarea fezabilității toleranțelor, pot genera și un Raport DFM în funcție de designul dumneavoastră actual.